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      中間再循環(huán)水泵機械密封泄露原因探討

      2017-05-17 19:21:55朱玉健
      中國高新技術(shù)企業(yè) 2017年6期
      關(guān)鍵詞:機械密封軸套

      摘要:某廠凝結(jié)水系統(tǒng)裝有一臺中間再循環(huán)水泵,經(jīng)過檢查后發(fā)現(xiàn)水泵軸封處嗤水,泄漏量較大,需要盡快處理。維護人員接到通知后,辦理了工作票對中間再循水泵進行解體檢查。文章對中間再循環(huán)水泵機械密封泄露原因進行了探討。

      關(guān)鍵詞:中間再循環(huán)水泵;機械密封;泄露原因;壓縮量;軸套 文獻標識碼:A

      中圖分類號:TH136 文章編號:1009-2374(2017)06-0163-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.082

      1 系統(tǒng)簡介

      某廠凝結(jié)水系統(tǒng)裝有一臺中間再循環(huán)水泵,主要為凝結(jié)水精處理系統(tǒng)前置過濾器至凝結(jié)水高速混床提供沖洗水源。系統(tǒng)配有旁路系統(tǒng)。在高速混床投運前必須先用中間再循環(huán)水泵進行沖洗,當氫電導(dǎo)率、電導(dǎo)率、硅等指標化驗合格后,高速混床才能投入運行,將凝結(jié)水輸送至凝結(jié)水母管,再經(jīng)過低壓加熱器輸送至除氧器。泵的型號為AZ150-500A,單級單吸懸臂式離心泵,過流部分的材質(zhì)是S30408不銹鋼。

      2 事件經(jīng)過

      運行人員在現(xiàn)場沖洗高速混床,投運中間再循水泵,檢查發(fā)現(xiàn)水泵軸封處嗤水,泄漏量較大,需盡快處理,現(xiàn)運行的高速混床還有6小時失效,如不能將B混床沖洗合格,凝結(jié)水如走旁路系統(tǒng)會影響凝結(jié)水品質(zhì)。維護人員接到通知后辦理工作票對中間再循水泵進行解體檢查。解體后,檢查測量機械密封壓縮量4.7mm(標準3.2~5.0mm)檢查機械密封軸套沒有磨損痕跡、用外徑千分尺和內(nèi)外徑千分尺測量軸套外內(nèi)徑尺寸,尺寸在合格范圍內(nèi)。檢查軸套0形圈沒有老化、腐蝕、破損、變形現(xiàn)象。檢查機械密封動靜環(huán)面無裂紋、有輕度磨損現(xiàn)象。動靜環(huán)內(nèi)0形圈同樣沒有出現(xiàn)老化、腐蝕、破損等現(xiàn)象。同時在解體過程中,拆卸葉輪并帽螺母時,檢查并帽四氟墊片沒有嚴重變形。在未檢查出問題的情況下,決定更換機械密封和軸套,領(lǐng)用一套新的0形圈進行更換,并決定將機械密封壓縮量調(diào)整至標準值的上限5.0mm。

      安裝機械密封后中間再循環(huán)水泵投入試運行,水泵在啟動階段軸封處有微滲現(xiàn)象發(fā)生,當運行5分鐘后軸封處由微滲變成線狀泄露量。15分鐘后,水泵機械密封開始甩水。

      服務(wù)水泵再次大修,機封壓縮量進一步增加,由上次的5.2mm調(diào)整到6.5mm,設(shè)備回裝后試運發(fā)現(xiàn)機封已無泄露。至此,機械密封泄露問題得以徹底解決。

      3 原因分析

      由于解體時沒有發(fā)現(xiàn)問題,水泵進行試運轉(zhuǎn)過程中,又出現(xiàn)機械密封泄漏現(xiàn)象。可能出現(xiàn)的原因有以下四種:(1)泵體靜環(huán)腔室有砂眼;(2)靜環(huán)腔室與泵體連接螺栓力矩值緊力不均勻,造成泵體與靜環(huán)腔室不同心;(3)軸套0形圈在安裝過程中經(jīng)過軸臺時由于凡士林涂抹不均勻被軸臺切斷;(4)機械密封失效。

      再次辦理工作票,對中間再循水泵進行解體檢查,檢查靜環(huán)腔室與泵體連接的四顆螺栓力矩值一致。不存在靜環(huán)腔室與泵體不同心現(xiàn)象。泵體靜環(huán)腔室解體后做金屬探傷滲透檢查,沒有發(fā)現(xiàn)靜環(huán)腔室有砂眼、裂紋等缺陷。從軸上取出軸套,拆除軸套上的機械密封。檢查軸套內(nèi)二道0形圈和動靜環(huán)內(nèi)0形圈完好無損傷。排除了上述三種原因后,著重對水泵機械密封進行檢查和分析:

      3.1 從機械密封工作原理分析

      機械密封是一種依靠彈性元件對動、靜環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置。泵正常工作時,動環(huán)與靜環(huán)之間的軸向間隙非常狹窄,在兩個環(huán)的配合面之間形成了一層極薄的液體膜,起著冷卻和潤滑端面的作用。同時水泵轉(zhuǎn)動時機械密封的動環(huán)端面與靜環(huán)端面相互貼合并相對運動而組成一個密封空間,它能有效防止泵體內(nèi)的水泄漏。當動、靜環(huán)端面圓周晃度大超過0.07mm以上時,動靜環(huán)面貼合形成間隙,也能造成機械密封泄漏。

      3.2 從機械密封結(jié)構(gòu)上分析

      中間再循環(huán)水泵的機械密封組件是由動環(huán)、靜環(huán)、傳動銷、彈簧、彈簧座、防轉(zhuǎn)銷、動環(huán)0形圈、靜環(huán)0形圈等部件組成。當泵進水時,進口電動閥沒有遵循從開度10%~30%等過渡,一下全開勢必造成動環(huán)彈簧受到擠壓,在開泵時發(fā)生彈簧不回座的情況從而造成泄漏。機械密封結(jié)構(gòu),如圖1所示。

      從機械密封結(jié)構(gòu)圖中可以分析出:(1)密封副密封面處泄露a處泄露;(2)靜環(huán)與壓蓋的輔助密封件b處泄露;(3)動環(huán)與軸(或軸套)的輔助密封c處泄露;(4)壓蓋與密封箱體之間靜密封d處泄露;(5)軸套與軸靜密封e處泄露;(6)動環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合f處泄露。

      其中,a、b、c三處為動密封,a處密封面是主要密封面,是決定機械密封摩擦、磨損和密封性能的關(guān)鍵,同時也決定機械密封的工作壽命。據(jù)統(tǒng)計,機械密封的泄露約有80%~95%是由于密封端面密封副造成的;b、c處是輔助密封面,是決定機械密封密封性和動環(huán)追隨性的關(guān)鍵,特別是c處密封面,首先要防止因銹蝕、水垢、結(jié)焦等原因而造成的動環(huán)無法動彈;d、e、f處為靜密封,應(yīng)根據(jù)介質(zhì)選用相容材料的密封墊或相應(yīng)的配合。

      根據(jù)現(xiàn)場中間再循環(huán)水泵機械密封結(jié)構(gòu)分析,從泄漏情況判斷,兩次泄露點應(yīng)為密封副密封面處泄露。

      綜合以上情況,分析造成機封泄露的原因有:(1)安裝過程中,密封面損壞;(2)密封沒有壓縮量;(3)密封端面變形嚴重;(4)安裝時端面沒有處理干凈,有異物。

      3.3 機械密封失效從泵體振動情況分析

      對振動的分析可以判斷出不平衡及不同心等問題,經(jīng)現(xiàn)場觀察,中間再循環(huán)水泵運行時并無異常振動。

      3.4 機械密封失效從水泵運行聲音分析

      根據(jù)異音情況可以判斷出是否存在抽空、汽蝕等現(xiàn)象,端面液膜汽化(閃蒸),潤滑液膜不足,密封上有零件脫落或雜物落在密封腔內(nèi),未對中或葉輪及泵軸動平衡不良,汽蝕、軸承有問題等缺陷。

      3.5 從機械密封泄露狀態(tài)分析

      泄露狀態(tài)主要觀察停泵時的泄露情況、開泵時的泄露情況、泄露量的大小及形態(tài)以及泄露與軸轉(zhuǎn)速、介質(zhì)壓力、溫度等的關(guān)系。通過觀察,發(fā)現(xiàn)機械密封呈柱狀泄露,轉(zhuǎn)速變化過程中,泄漏量變化不明顯。

      4 處理措施

      第一次機封拆卸后,檢查機械密封各零部件,密封面無損傷,機械密封室內(nèi)部無異物,動靜環(huán)端有輕度磨損現(xiàn)象。此可以確定是機械密封磨損后造成動、靜環(huán)面之間形成間隙,當中間再循環(huán)水泵在轉(zhuǎn)動過程中,由于動靜環(huán)相互貼合不緊密,未能形成一個有效的密封端面,造成中間再循環(huán)水泵內(nèi)部壓力水向外泄漏。在進行更換新機械密封、軸套及一套新0形圈后。還是出現(xiàn)甩水現(xiàn)象,雖然做了大量細致的檢查工作,也未檢查出造成機封泄漏的原因,為此從機械密封失效機理出發(fā),從機械密封原理和結(jié)構(gòu)入手,深入分析決定調(diào)整機械密封壓縮量。通過查閱大量資料和圖紙,得出增大機械密封壓縮量超出生產(chǎn)廠家給定的標準范圍??赡茉斐芍虚g水泵電流過載,壓縮量過大造成動環(huán)與靜環(huán)之間相互貼合緊密形成液體膜極薄,當水泵運轉(zhuǎn)時造成機械密封燒損。為了進一步判斷是由于機械密封壓縮量造成的泄漏,決定先將機械密封壓縮量調(diào)整至5.1mm,然后制作壓磅專用工具,將壓力升至中間隙水泵工作壓力的1.25倍,盤動泵轉(zhuǎn)子,靈活無卡澀,靜置10分鐘后,再次盤動泵轉(zhuǎn)子,靈活無卡澀,觀察軸封處有介質(zhì)從機械密封處滲出并呈線狀泄漏。通過此次試驗可以清晰得出,是由于壓縮量造成。當將壓縮量調(diào)整到5.9mm時,盤動泵轉(zhuǎn)子卡澀現(xiàn)象,靜置10分鐘后,再次盤動泵轉(zhuǎn)子,卡澀加劇,檢查軸封處無滲水現(xiàn)象。如果就此運行,會出現(xiàn)中間水泵電機過載和機械密封燒損。如何解決此現(xiàn)象,就不能單純從機械密封壓縮量入手,通過對機械密封軸套與泵軸臺長度測量得出,軸套與軸臺配合端面位置相應(yīng)縮短0.72mm。為驗證,將上次更換下來的舊軸套(與軸臺配合)端面車削0.50mm。將機械密封壓縮量調(diào)整5.3mm(超標0.30mm)后,安裝壓磅專用工具,葉輪腔室注水,將壓力升至工作壓力的1.25倍,靜置10分鐘,盤動泵轉(zhuǎn)子靈活,無卡澀,觀察機械密封腔室處無滲水現(xiàn)象。

      通過上述處理,中間再循環(huán)水泵試轉(zhuǎn)30分鐘,檢查中間水泵機械密封無泄漏和滲水現(xiàn)象。

      5 結(jié)語

      中間再循環(huán)水泵的泄漏故障,造成效率的下降和能量損失。它表現(xiàn)的形式就是造成凝結(jié)水品質(zhì)的下降,也給機組的經(jīng)濟、安全穩(wěn)定運行帶來隱患。

      參考文獻

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      [2] 李新華.密封元件選用手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.

      [3] 蔡仁良.流體密封技術(shù)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.

      [4] 孫玉霞,李雙喜,李繼和.機械密封技術(shù)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2014.

      作者簡介:朱玉?。?971-),男,安徽淮南平圩發(fā)電有限責任公司汽機部技師。

      (責任編輯:小 燕)

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